/**
 * Copyright &copy; 2017 <a href="https://gitee.com/hackempire/emsite-parent">emsite</a> All rights reserved.
 */
package com.empire.emsite.common.security;

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.GeneralSecurityException;
import java.security.SecureRandom;
import java.util.Arrays;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

import com.empire.emsite.common.utils.Encodes;
import com.empire.emsite.common.utils.Exceptions;

/**
 * 类Cryptos.java的实现描述：支持HMAC-SHA1消息签名 及 DES/AES对称加密的工具类. 支持Hex与Base64两种编码方式.
 * 
 * @author arron 2017年10月30日 下午3:27:46
 */
public class Cryptos {

    private static final String AES                      = "AES";
    private static final String AES_CBC                  = "AES/CBC/PKCS5Padding";
    private static final String HMACSHA1                 = "HmacSHA1";

    private static final String DEFAULT_URL_ENCODING     = "UTF-8";
    private static final int    DEFAULT_HMACSHA1_KEYSIZE = 160;                   //RFC2401
    private static final int    DEFAULT_AES_KEYSIZE      = 128;
    private static final int    DEFAULT_IVSIZE           = 16;

    private static final byte[] DEFAULT_KEY              = new byte[] { -97, 88, -94, 9, 70, -76, 126, 25, 0, 3, -20,
            113, 108, 28, 69, 125                       };

    private static SecureRandom random                   = new SecureRandom();

    //-- HMAC-SHA1 funciton --//
    /**
     * 使用HMAC-SHA1进行消息签名, 返回字节数组,长度为20字节.
     * 
     * @param input 原始输入字符数组
     * @param key HMAC-SHA1密钥
     */
    public static byte[] hmacSha1(byte[] input, byte[] key) {
        try {
            SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, HMACSHA1);
            Mac mac = Mac.getInstance(HMACSHA1);
            mac.init(secretKey);
            return mac.doFinal(input);
        } catch (GeneralSecurityException e) {
            throw Exceptions.unchecked(e);
        }
    }

    /**
     * 校验HMAC-SHA1签名是否正确.
     * 
     * @param expected 已存在的签名
     * @param input 原始输入字符串
     * @param key 密钥
     */
    public static boolean isMacValid(byte[] expected, byte[] input, byte[] key) {
        byte[] actual = hmacSha1(input, key);
        return Arrays.equals(expected, actual);
    }

    /**
     * 生成HMAC-SHA1密钥,返回字节数组,长度为160位(20字节). HMAC-SHA1算法对密钥无特殊要求,
     * RFC2401建议最少长度为160位(20字节).
     */
    public static byte[] generateHmacSha1Key() {
        try {
            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(HMACSHA1);
            keyGenerator.init(DEFAULT_HMACSHA1_KEYSIZE);
            SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
            return secretKey.getEncoded();
        } catch (GeneralSecurityException e) {
            throw Exceptions.unchecked(e);
        }
    }

    //-- AES funciton --//

    /**
     * 使用AES加密原始字符串.
     * 
     * @param input 原始输入字符数组
     */
    public static String aesEncrypt(String input) {
        try {
            return Encodes.encodeHex(aesEncrypt(input.getBytes(DEFAULT_URL_ENCODING), DEFAULT_KEY));
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            return "";
        }
    }

    /**
     * 使用AES加密原始字符串.
     * 
     * @param input 原始输入字符数组
     * @param key 符合AES要求的密钥
     */
    public static String aesEncrypt(String input, String key) {
        try {
            return Encodes.encodeHex(aesEncrypt(input.getBytes(DEFAULT_URL_ENCODING), Encodes.decodeHex(key)));
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            return "";
        }
    }

    /**
     * 使用AES加密原始字符串.
     * 
     * @param input 原始输入字符数组
     * @param key 符合AES要求的密钥
     */
    public static byte[] aesEncrypt(byte[] input, byte[] key) {
        return aes(input, key, Cipher.ENCRYPT_MODE);
    }

    /**
     * 使用AES加密原始字符串.
     * 
     * @param input 原始输入字符数组
     * @param key 符合AES要求的密钥
     * @param iv 初始向量
     */
    public static byte[] aesEncrypt(byte[] input, byte[] key, byte[] iv) {
        return aes(input, key, iv, Cipher.ENCRYPT_MODE);
    }

    /**
     * 使用AES解密字符串, 返回原始字符串.
     * 
     * @param input Hex编码的加密字符串
     */
    public static String aesDecrypt(String input) {
        try {
            return new String(aesDecrypt(Encodes.decodeHex(input), DEFAULT_KEY), DEFAULT_URL_ENCODING);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            return "";
        }
    }

    /**
     * 使用AES解密字符串, 返回原始字符串.
     * 
     * @param input Hex编码的加密字符串
     * @param key 符合AES要求的密钥
     */
    public static String aesDecrypt(String input, String key) {
        try {
            return new String(aesDecrypt(Encodes.decodeHex(input), Encodes.decodeHex(key)), DEFAULT_URL_ENCODING);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            return "";
        }
    }

    /**
     * 使用AES解密字符串, 返回原始字符串.
     * 
     * @param input Hex编码的加密字符串
     * @param key 符合AES要求的密钥
     */
    public static byte[] aesDecrypt(byte[] input, byte[] key) {
        return aes(input, key, Cipher.DECRYPT_MODE);
    }

    /**
     * 使用AES解密字符串, 返回原始字符串.
     * 
     * @param input Hex编码的加密字符串
     * @param key 符合AES要求的密钥
     * @param iv 初始向量
     */
    public static byte[] aesDecrypt(byte[] input, byte[] key, byte[] iv) {
        return aes(input, key, iv, Cipher.DECRYPT_MODE);
    }

    /**
     * 使用AES加密或解密无编码的原始字节数组, 返回无编码的字节数组结果.
     * 
     * @param input 原始字节数组
     * @param key 符合AES要求的密钥
     * @param mode Cipher.ENCRYPT_MODE 或 Cipher.DECRYPT_MODE
     */
    private static byte[] aes(byte[] input, byte[] key, int mode) {
        try {
            SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, AES);
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES);
            cipher.init(mode, secretKey);
            return cipher.doFinal(input);
        } catch (GeneralSecurityException e) {
            throw Exceptions.unchecked(e);
        }
    }

    /**
     * 使用AES加密或解密无编码的原始字节数组, 返回无编码的字节数组结果.
     * 
     * @param input 原始字节数组
     * @param key 符合AES要求的密钥
     * @param iv 初始向量
     * @param mode Cipher.ENCRYPT_MODE 或 Cipher.DECRYPT_MODE
     */
    private static byte[] aes(byte[] input, byte[] key, byte[] iv, int mode) {
        try {
            SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, AES);
            IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(iv);
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_CBC);
            cipher.init(mode, secretKey, ivSpec);
            return cipher.doFinal(input);
        } catch (GeneralSecurityException e) {
            throw Exceptions.unchecked(e);
        }
    }

    /**
     * 生成AES密钥,返回字节数组, 默认长度为128位(16字节).
     */
    public static String generateAesKeyString() {
        return Encodes.encodeHex(generateAesKey(DEFAULT_AES_KEYSIZE));
    }

    /**
     * 生成AES密钥,返回字节数组, 默认长度为128位(16字节).
     */
    public static byte[] generateAesKey() {
        return generateAesKey(DEFAULT_AES_KEYSIZE);
    }

    /**
     * 生成AES密钥,可选长度为128,192,256位.
     */
    public static byte[] generateAesKey(int keysize) {
        try {
            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(AES);
            keyGenerator.init(keysize);
            SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
            return secretKey.getEncoded();
        } catch (GeneralSecurityException e) {
            throw Exceptions.unchecked(e);
        }
    }

    /**
     * 生成随机向量,默认大小为cipher.getBlockSize(), 16字节.
     */
    public static byte[] generateIV() {
        byte[] bytes = new byte[DEFAULT_IVSIZE];
        random.nextBytes(bytes);
        return bytes;
    }
}
